Чтение онлайн

Законы Кеплера гласят:

1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади в равные промежутки времени.

3. Квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца [См. Кеплера законы. — В кн. Физический энциклопедический словарь. М., 1983. — С. 280.]. (Среднее расстояние равно половине главной оси эллипса.)

Крупнейшими представителями математико-экспериментальной науки выступают Галилео Галилей (Galileo Galilei, 1564–1642) и Исаак Ньютон (Isaac Newton, 1643–1727). В их работах зародилась новая физика, противоречащая аристотелевской традиции. Мы уже говорили о понятии материальной частицы, механическом причинном объяснении и гипотетико-дедуктивном методе, которые были составными частями этого нового, математически сформулированного естествознания. Поэтому будем кратки.

Галилей, живший за два поколения до Ньютона, был центральной фигурой в борьбе против аристотелевского толкования основных научных понятий и способов объяснения. Он опровергал их не только на философском уровне, но и по-новому проводя научные исследования. Хорошо известны эксперименты Галилея со свободно падающими телами, которые послужили основой для формулировки законов движения, отличных от аналогичных законов аристотелевской физики. Известны также его поддержка коперниканской системы и реакция на нее инквизиции, под давлением которой Галилей был вынужден отречься от своих научных убеждений.

Верно, что в дальнейшем были высказаны сомнения относительно использования Галилеем экспериментальных методов. Действительно ли он использовал экспериментальные результаты для объективной проверки своих гипотез или же правильнее сказать, что они были иллюстрациями выводов, уже сделанных им на теоретическом уровне? (Иногда даже высказывается мнение, что Галилей подтасовывал записи своих наблюдений). Но как бы там ни было, Галилею следует воздать должное за то, что он был пионером разработки новых физических понятий и методов исследования.

Разрабатывая новые экспериментальные методы и механические понятия, Галилей придавал большое значение математике, которую он считал языком «книги природы». «Философия написана в грандиозной книге, которая открыта нашим глазам. Мы можем прочитать ее лишь тогда, когда выучим ее язык и усвоим знаки, которыми она написана. А написана она на языке математики, буквами которого являются треугольники, круги и другие геометрические фигуры. Без них человек не в состоянии понять даже единственное слово» этой книги. [См. Il Saggiatore, 6 вопрос].

Сэр Исаак Ньютон, родившийся в семье мелкого землевладельца, стал профессором математики Кембриджского университета и президентом Королевского общества. Он является исключительно выдающейся фигурой как физики, так и общей интеллектуальной истории. Его основной труд Математические принципы натуральной философии (Philosophiae naturalis principia mathematica) был опубликован в 1687 г.

Как известно, Ньютон сформулировал три закона движения и закон всемирного тяготения, создал теорию исчисления бесконечно малых (одновременно с Лейбницем, но независимо от него) и теорию цветового состава естественного света. Его физические теории обосновали предшествующие теории как в астрономии (кеплеровские законы движения планет), так и в механике (галилеев закон свободного падения). Ньютоновская физика является исследованием природы на основе гипотетико-дедуктив-ного метода, в котором решающая роль принадлежит эксперименту. В ней используются выраженные в математической форме понятия материальной частицы, пустого пространства, действующих на расстоянии механических сил (причин). Идея действия на расстоянии расходится с обычным представлением, которое, помимо прочего, можно найти у Декарта (Ньютон тщательно изучал его в молодости).

Первый закон Ньютона. Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние.

Второй закон Ньютона. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Третий закон Ньютона. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны [И.Ньютон. Математические начала натуральной философии. Перевод с латинского и комментарии А. Крылова. — М., 1989. — С. 39–41.].

Ньютоновский закон всемирного тяготения. Два тела взаимно притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Помимо физики, Ньютон интересовался теологическими вопросами и написал объемные трактаты по теологии. Занимался он и алхимией, пытаясь добиться превращения одних веществ в другие. Однако его изыскания в области химии оказались менее плодотворными, чем исследования по математике и физике.

В связи со сказанным подчеркнем следующее. В лице Ньютона физика продемонстрировала триумф науки над традициями и предрассудками, а сам Ньютон стал основным предшественником эпохи Просвещения. Возникновение физики было обязано философии в плане как формирования механистической картины мира, так и выработки рационалистической и эмпирицистской позиций. В свою очередь, Ньютон придал новые импульсы развитию философии. Особенно это видно на примере Канта, который пытался эпистемологически обосновать новую физику. Согласно Канту, понятия пространства и времени укоренены в неизменных особенностях нашего способа познания явлений. Кроме того, Кант полагал, что он показал, что и категория причины также является необходимой формой нашего познания. Тем самым новая наука предоставляет нам аргументы против скептицизма, утверждающего, что мы не можем быть уверенными в том, что одна и та же причина приводит к тем же следствиям при каждом своем воспроизведении. Ведь это скептическое утверждение казалось подрывающим саму основу экспериментального метода, предполагающего определенное постоянство природы.

Как главный основоположник новой физики, Ньютон является символом мощи человеческого мышления. Начиная с него, наука оказалась связанной с идеей прогресса. Идея Бэкона о знании как силе и, следовательно, источнике процветания и прогресса получила средства реализации. Наука, а не теология, стала верховным авторитетом в вопросах истины и превратилась в посюстороннюю, земную силу господства над природными процессами. Философия и религия вынуждены были искать свое место по отношению к науке. В этом заключается социальное и интеллектуальное значение математического и экспериментального естествознания, в возникновении которого столь существенную роль сыграл Ньютон. Но это значение наиболее полно проявилось в XVIII веке.

Мы видели, как новая астрономия и новая физика возникли из внутреннего конфликта с предшествующей научной традицией и оказались противоречащими господствовавшим философским и теологическим представлениям и интересам. Этот конфликт одновременно развертывался как на теоретическом, так и на институциональном уровнях, поскольку затрагивал и теологические взгляды и церковно-политические реалии. Если посмотреть на университетскую традицию позднего Средневековья, то именно теология, право и медицина составляли содержание высшего образования, а их изучение открывало путь к научной профессии. При переходе к Новому времени в этих дисциплинах происходила внутренняя трансформация и возникали внутренние конфликты. В теологии возникли реформаторские течения, восходившие к номиналистическим концепциям (непосредственно к Лютеру и опосредованно к Оккаму). В юриспруденции начались поиски более светского обоснования существовавших правовых институтов, вначале с помощью теории договора и теории естественного права Альтузия и Гроция, потом теорий Гоббса и Локка и, наконец, идей Просвещения, Североамериканской и Французской деклараций прав человека. В медицине, помимо прочего, происходил переход к современным научным представлениям. Примером может служить появление в первой половине XVII в. теории Гарвея (William Harvey, 1578–1657) о кровообращении. Взяв в качестве исходного пункта медицину, рассмотрим бегло развитие биологических наук.

Следует вначале отметить, что все три высшие университетские дисциплины того времени — теология, право и медицина — были нормативными, герменевтическими дисциплинами. Теология истолковывала Священное Писание, юриспруденция — юридические законы и правовые явления, а медицина — болезни. Для теологии нормативным было откровение, для юриспруденции — естественный закон и действующее право, а для медицины — идея здоровой жизни.

Под влиянием механистической картины мира медицина, в конце концов, обратилась к поискам механистических объяснений. В результате возник конфликт между аристотелевским пониманием биологических явлений и новым галилеево-ньютоновским идеалом науки.